Como um material de alta temperatura, a mulita tem as características de alto ponto de amolecimento sob carga, boa resistência à fluência e resistência química, baixo coeficiente de expansão térmica e boa estabilidade térmica. Quando não há substância externa, a mulita é fácil de formar no contorno do grão. A fase de vidro afeta o desempenho de alta temperatura do material; ao formar o material compósito corindo-mulita com corindo, pode reduzir a formação da fase de vidro e melhorar significativamente as propriedades mecânicas. O material compósito corindo-mulita concentra tanto corindo quanto mulita. As vantagens deste material monofásico, possui excelente resistência a altas temperaturas, resistência à fluência, resistência ao choque térmico e maior temperatura de uso (1650 graus), sua estabilidade química é boa e não é fácil reagir com o produto queimado, especialmente Adequado para queima de materiais magnéticos macios (ferrita) e cerâmica isolante eletrônica. Atualmente, os fornos de laje push-slab de alta temperatura geralmente usam móveis de forno de corindo-mullita. Em comparação com produtos estrangeiros, os tijolos de laje doméstica têm uma vida útil e estabilidade mais baixas Não é bom, a resistência ao desgaste e à flexão durante a aplicação não são ideais e é fácil de desgastar e fraturar durante o uso, especialmente a estabilidade de choque térmico e fluência são não é o ideal, que são as principais razões para o mau desempenho da placa de pressão. A estrutura determina as propriedades. Como o corindo, as partículas de mulita e o pó fino não participam da reação durante o processo de queima, as propriedades e a estrutura do material de corindo-mulita são determinadas principalmente pelo teor de pó de sílica e pó de -Al2O3 e pela temperatura de queima. Decisão. Portanto, é de importância prática estudar a influência do pó micronizado e da temperatura de queima no desempenho de alta temperatura de materiais corindo-mullita. Atualmente, a pesquisa sobre materiais corindo-mullita no país e no exterior é principalmente análise de fator único, que está relacionada ao controle real. Há uma grande lacuna. Com base no projeto otimizado da composição e gradação da fase particulada, este trabalho controla a microestrutura da cerâmica compósita corindo-mullita por meio do teste ortogonal de micropó de sílica, micropó de alumina e temperatura de queima para resistência a alta temperatura. , A fim de melhorar o desempenho de alta temperatura de cerâmica multifásica.
experimentar
1.1 Matérias primas
O tamanho médio de partícula de -Al2O3 micropó e corindo branco é inferior a 5μm; o micropó de SiO2 é retirado de Elkem, na Noruega, com uma fração de massa de 98,3 por cento e seu tamanho médio de partícula é de 5,917 μm; as partículas usadas são corindo tabular, corindo branco e mulita elétrica Melt tem duas especificações de tamanho de partícula: 0-1mm e 1-3mm.
1.2 Determinação de fatores experimentais
Se a influência das impurezas nas propriedades dos materiais corindo-mullita for ignorada ou a influência das impurezas nas propriedades dos materiais corindo-mullita for considerada a mesma, uma vez que corindo, partículas de mulita e pó fino não participarão da reação durante o processo de queima, pode-se considerar que o desempenho do material corindo-mullita é determinado principalmente pela fração de massa de pó de sílica e pó -Al2O3 e a temperatura de queima. De acordo com os resultados de testes anteriores e literatura [9], a condição ortogonal pode ser determinada como: w( -Al2O3 Micropó) são 7 por cento , 9 por cento , 11 por cento , respectivamente; w (micropó de SiO2) são 3 por cento, 3,5 por cento, 4 por cento, respectivamente; a temperatura de queima é de 1600, 1650, 1700 graus, respectivamente.
1.3 Fórmula cerâmica multifásica
O m (corindo): m (mulita) na fase de ligação é de aproximadamente 75: 25, e a fração de massa da fase de ligação é de 36% a 38%. A composição final do ingrediente contém Al2O3 com uma fração de massa de 70 por cento a 81 por cento e SiO2 com uma fração de massa de 19 por cento -30 por cento.
Neste estudo, ajustando a fração de massa e a temperatura de queima do micropó de SiO2 e do micropó de -Al2O3, a microestrutura da cerâmica composta de corindo-mullita foi controlada para atingir o objetivo de melhorar a resistência a alta temperatura da cerâmica composta. De acordo com a teoria clássica da acumulação contínua, Andreasen usa U(Dp)=100.(Dp/Dpmax)q representa a distribuição de densidade, onde U(Dp) é a porcentagem cumulativa sob a peneira ( percent ), Dpmax é a tamanho máximo de partícula, e q é o índice de Fuller. O teste mostra que quando q= O acúmulo de partículas graduadas contínuas em 0.33-0.50 tem uma razão de vazios menor. Neste estudo, q=0.45, para que a fase particulada utilizada tenha uma estrutura de empacotamento mais densa. Entre eles, a composição de 1#-9# partículas é 1-3mm fase Corindo, a fração de massa é de 47 por cento; 0-1mm mulita fundida, a fração de massa é de 15 por cento.
1.4 Método experimental
O pó utilizado como ligante é misturado uniformemente com um moinho de bolas, e o tempo de mistura é de 12h. A fase de partícula é misturada uniformemente de acordo com a fórmula projetada e uma quantidade apropriada de álcool polivinílico é adicionada para agitar e, em seguida, a fase de ligação é adicionada e o material é descarregado após a mistura uniforme. É formado por uma prensa. Depois que as amostras formadas são secas, elas são queimadas a 1600, 1650 e 1700 graus, respectivamente, e o tempo de espera é de 4 horas.
As propriedades físicas e mecânicas das amostras queimadas são realizadas de acordo com os padrões nacionais relevantes. O teste de estabilidade térmica adota o método de resfriamento a água. A amostra de 25 mm × 25 mm × 125 mm é usada diretamente para o teste. O forno de alta temperatura é aquecido a 1100 graus e a amostra é colocada em Depois de aumentar a temperatura para 1100 graus novamente dentro do período de tempo, mantenha-o por 30 minutos, retire-o e coloque-o em água corrente à temperatura ambiente (cerca de 20 graus ) para resfriar rapidamente por 3 minutos e usar a porcentagem de resistência residual da amostra para caracterizar a estabilidade térmica do produto. Condições de teste de resistência à fluência Para manter a temperatura de 1600 graus no ar por 25h. A resistência à flexão em alta temperatura é testada com uma amostra de 25 mm × 25 mm × 125 mm e a condição de teste é de 3 horas a 1400 graus no ar. O S-570 microscópio eletrônico de varredura (SEM) é usado para observar o calor A morfologia da microestrutura da superfície fraturada da amostra antes e depois do impacto.
para concluir
(1) Micropó de SiO2, -Al2O3 mícron A estabilidade ao choque térmico e a fluência têm o maior impacto, seguido pelo micropó de -Al2O3 e o micropó de silício; as melhores condições de teste são: w ( -Al2O3 micropowder)=11 por cento , w (SiO2 micropowder)=3 por cento , queimando a uma temperatura de 1650 graus , as propriedades da amostra sob esta condição são: densidade aparente 2,96g/cm3, porosidade 18,5%, porcentagem de perda de resistência à flexão 30%, porcentagem de fluência 0,99%.
(2) O micropó de -Al2O3, o micropó de SiO2 e a temperatura de queima terão maior impacto no estado de ligação entre as partículas e a matriz, assim como a mulita, os poros e o -Al2O3 residual na matriz, que terão maior impacto no o coeficiente de expansão térmica, o módulo de elasticidade e a condutividade térmica também têm impacto, o que acaba afetando a resistência ao choque térmico do material.
(3) A fratura do material corindo mulita à temperatura ambiente é controlada pelo processo de propagação de trincas, enquanto a alta temperatura é controlada pelo mecanismo de fluência.
